等離子弧切割機是藉助等離子切割技術對金屬材料進行加工的機械。
等離子切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬部分或局部熔化(和蒸發)，並借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。
基本介紹
- 中文名：等離子切割機
- 外文名：Plasma Cutting Machine
- 藉助：等離子切割技術對金屬材料加工
- 特點：數字精確控制切割長度操作方便
概述,特點,結構性能,機器結構,性能參數,工作原理,操作規程,操作程式,生產套用,切割規範,保養,故障原因,
概述
等離子弧切割機(Plasma Cutting Machine)是藉助等離子切割技術對金屬材料進行加工的機械。
等離子切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬部分或局部熔化(和蒸發)，並借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。
特點
1.全自動與半自動裁切雙模式選擇
2.數字精確控制切割長度
3.操作方便
1.全自動與半自動裁切雙模式選擇
2.數字精確控制切割長度
3.操作方便
特點
等離子切割機配合不同的工作氣體可以切割各種氧氣切割難以切割的金屬，尤其是對於有色金屬（不鏽鋼、碳鋼、鋁、銅、鈦、鎳）切割效果更佳；其主要優點在於切割厚度不大的金屬的時候，等離子切割速度快，尤其在切割普通碳素鋼薄板時，速度可達氧切割法的5~6倍、切割面光潔、熱變形小、幾乎沒有熱影響區。
等離子切割機發展到目前，可採用的工作氣體（工作氣體是等離子弧的導電介質，又是攜熱體，同時還要排除切口中的熔融金屬）對等離子弧的切割特性以及切割質量、速度都有明顯的影響。常用的等離子弧工作氣體有氬、氫、氮、氧、空氣、水蒸氣以及某些混合氣體。
通過從水蒸氣中獲取等離子這樣安全，簡便，有效，多功能且環保的方法對0.3mm以上厚度的金屬進行熱加工處理（切割，熔焊，釺焊，淬火，噴塗等等），這在金屬加工工業史上實屬首創。
等離子產品“Multiplaz 3500”由等離子射槍與機箱組成，總重共9公斤。 等離子設備工作過程的本質是這樣的： 射槍內部噴嘴（陽極）與電極（陰極）間產生電弧，使其間的濕氣發生電離，從而達到等離子的狀態。此時電離的蒸氣受內部產生的壓強以等離子射束的形式噴出噴嘴，其溫度為8 000°С左右。藉此對非燃材料進行切割，焊接，熔焊以及其他形式的熱處理加工。
結構性能
機器結構
1.機架採用全焊接結構，堅固合理，操作簡單，持久耐用。
2.切割速度快，精度高。切割口小，整齊，無掉渣現象。在傳統的數控系統的基礎上，改進了切割用的控制方式，避免了二次修整加工。
3.適用於低炭鋼板、銅板、鐵板、鋁板、鍍鋅板、鈦金板等金屬板材。
4.數控系統配置高。自動引弧，性能穩定，引弧成功率達到99﹪以上。
5.支持文泰、北航海爾、ARTCAM、Type3等軟體生成的標準G代碼路徑檔案。控制系統採用隨身碟交換加工檔案，操作方便快捷
性能參數
加工材料： | 鐵板、鋁板、鍍鋅板、白鋼板、鈦金板 |
加工厚度： | 0.2－15mm |
切割速度： | 0-8000mm/min |
功率： | 8.5KW |
輸入電壓： | 3相380V |
電源頻率： | 50HZ |
等離子電流： | 60A |
檔案傳輸方式： | USB接口 |
工作方式： | 非接觸式引弧 |
工作原理
等離子是加熱到極高溫度並被高度電離的氣體，它將電弧功率將轉移到工件上，高熱量使工件熔化並被吹掉，形成等離子弧切割的工作狀態。
壓縮空氣進入割炬後由氣室分配兩路，即形成等離子氣體及輔助氣體。等離子氣體弧起熔化金屬作用，而輔助氣體則冷卻割炬的各個部件並吹掉已熔化的金屬。
切割電源包括主電路及控制電路兩部分，電氣原理：主電路包括接觸器，高漏抗的三相電源變壓器，三相橋式整流器，高頻引弧線圈及保護元件等組成。由高漏抗引成陡將的電源外特性。控制電路通過割炬上的按鈕開關來完成整個切割工藝過程：
預通氣—主電路供電—高頻引弧—切割過程—息弧—停止。
主電路的供電由接觸器控制；氣體的通短由電磁閥控制；由控制電路控制高頻振盪器引燃電弧，並在電弧建立後使高頻停止工作。
此外，控制電路尚具備以下內部鎖定功能：熱控開關動作，停止工作。
操作規程
一、使用前及切割時
1.應檢查並確認電源、氣源、水源無漏電、漏氣、漏水，接地或接零安全可靠。
2.小車、工件應放在適當位置，並應使工件和切割電路正極接通，切割工作面下應設有溶渣坑。
3.應根據工件材質、種類和厚度選定噴嘴孔徑，調整切割電源、氣體流量和電極的內縮量。
4.自動切割小車應經空車運轉，並選定切割速度。
5.操作人員必須戴好防護面罩、電焊手套、帽子、濾膜防塵口罩和隔音耳罩。不戴防護鏡的人員嚴禁直接觀察等離子弧，裸露的皮膚嚴禁接近等離子弧。
6.切割時，操作人員應站在上風處操作。可從工作檯下部抽風，並宜縮小操作台上的敞開面積。
7.切割時，當空載電壓過高時，應檢查電器接地、接零和割炬手把絕緣情況，應將工作檯與地面絕緣，或在電氣控制系統安裝空載斷路斷電器。
8.高頻發生器應設有禁止護罩，用高頻引弧後，應立即切斷高頻電路。
9.使用釷、鎢電極應符合JGJ33-2001第12.7.8條規定。
二、切割操作及配合人員防護
1.現場使用的等離子切割機機，應設有防雨、防潮、防曬的機棚，並應裝設相應的消防器材。
2.高空切割時，必須系好安全帶，切接切割周圍和下方應採取防火措施，並應有專人監護。
3.當需切割受壓容器、密封容器、油桶、管道、沾有可燃氣體和溶液的工件時，應先消除容器及管道內壓力，消除可燃氣體和溶液，然後沖洗有毒、有害、易燃物質；對存有殘餘油脂的容器，應先用蒸汽、鹼水沖洗，並打開蓋口，確認容器清洗乾淨後，再灌滿清水方可進行切割。在容器內焊割應採取防止觸電、中毒和窒息的措施。割密封容器應留出氣孔，必要時在進、出氣口處裝設備通風設備；容器內照明電壓不得超過12V，焊工與工件間應絕緣；容器外應設專人監護。嚴禁在已噴塗過油漆和塑膠的容器內切割。
4.對承壓狀態的壓力容器及管道、帶電設備、承載結構的受力部位和裝有易燃、易爆物品的容器嚴禁進行切割。
5.雨天不得在露天焊割。在潮濕地帶作業時，操作人員應站在鋪有絕緣物品的地方，並應穿絕緣鞋。
6.作業後，應切斷電源，關閉氣源和水源。
操作程式
1、手動非接觸式切割
（1）將割炬滾輪接觸工件，噴嘴離工件平面之間距離調整至3～5mm。（主機切割時將“切厚選擇”開關至於高檔）。
（2）開啟割炬開關，引燃等離子弧，切透工件後，向切割方向均速移動，切割速度為：以切穿為前提，宜快不宜慢。太慢將影響切口質量，甚至斷弧。
（3）切割完畢，關閉割炬開關，等離子弧熄滅，這時，壓縮空氣延時噴出，以冷卻割炬。數秒鐘後，自動停止噴出。移開割炬，完成切割全過程。
2、手動接觸式切割
（1）“切厚選擇”開關至於低檔，單機切割較薄板時使用。
（2）將割炬噴嘴置於工件被切割起始點，開啟割炬開關，引燃等離子弧，並切穿工件，然後沿切縫方向均速移動即可。
（3）切割完畢，開閉割炬開關，此時，壓縮空氣仍在噴出，數秒鐘後，自動停噴。移開割炬，完成切割全過程。
3、自動切割
（1）自動切割主要適用於切割較厚的工件。選定“切厚選擇”開關位置。
（2）把割炬滾輪卸去後，割炬與半自動切割機聯接堅固，隨機附屬檔案中備有聯接件。
（3）聯接好半自動切割機電源，根據工件形狀，安裝好導軌或半徑桿（若為直線切割用導軌，若切割圓或圓弧，則應該選擇半徑桿）。
（4）若割炬開關插頭撥下，換上遙控開關插頭（隨機附屬檔案中備有）。
（5）根據工件厚度，調整合適的行走速度。並將半自動切割機上的“倒”、“順”開關置於切割方向。
（6）將噴嘴與工件之間距離調整至3～8mm，並將噴嘴中心位置調整至工件切縫的起始條上。
（7）開啟遙控開關，切穿工件後，開啟半自動切割機電源開關，即可進行切割。在切割的初始階段，應隨時注意切縫情況，調整至合適的切割速度。並隨時注意兩機工作是否正常。
（8）切割完畢，關閉遙控開關及半自動切割機電源開關。至此，完成切割全過程。
4、手動割圓
根據工件材質及厚度，選擇單機或並機切割方式，並選擇對應的切割方法，把隨機附屬檔案中的橫桿擰緊在割炬保持架上的螺孔中，若一根長度不夠，可逐根聯接至所需半徑長度並緊固，然後，根據工件半徑長度，調節頂尖至割炬噴嘴之間的距離（必須考慮割縫寬度的因素）。調好後，擰緊頂尖緊固螺釘，以防鬆動，放鬆保持架緊固滾花螺釘。 至此，即可對工件進行割圓工作。
生產套用
等離子切割機的優勢在於等離子弧能量更集中、溫度更高、切割速度較快、變形小，還可切割不鏽鋼、鋁等材料。
等離子切割的不足之處在於弧光強、噪音大、灰塵多，對環境有一定的污染，對中厚很多是採用水下等離子切割，切割厚度也有一定的限制。同樣，氣體流量、電弧長度、電報質量、電流大小、切割速度都影響質量，掌握不好也不埋想，不如火焰切割簡單。等離子切割槍不宜多，因切割速度較快，易受上述因素的影響出現不協調，使切割質量不一樣。一般來說，對薄板切割，等離子切割切口表面質量優於火餡切勘，且掛渣很少。
近年來，國外廠家開發了稱為精細等離子或稱為高精度等離子的新技術，國內已有廠家引進。效果較好。通過改進割矩的設計，較顯著地提高了工件切割面質量，韶邊垂直度可達0—1．5°對提高厚板切割質量尤其有利。由於改進了切割槍，電極壽命得到數倍提高。但其割槍距鋼板距離要求較高，要求割槍上的高度感測器反應更靈敏，割槍升降反應更快。
因此，採用等離子切割4—30毫米鋼板是比較理想的方法，可避免氧乙缺切割速度慢、變形大、切口鎔化嚴重、掛渣嚴重等缺點。獲得了一定厚度的不鏽鋼等材料的下料。
等離子切割的不足之處在於弧光強、噪音大、灰塵多，對環境有一定的污染，對中厚很多是採用水下等離子切割，切割厚度也有一定的限制。同樣，氣體流量、電弧長度、電報質量、電流大小、切割速度都影響質量，掌握不好也不埋想，不如火焰切割簡單。等離子切割槍不宜多，因切割速度較快，易受上述因素的影響出現不協調，使切割質量不一樣。一般來說，對薄板切割，等離子切割切口表面質量優於火餡切勘，且掛渣很少。
近年來，國外廠家開發了稱為精細等離子或稱為高精度等離子的新技術，國內已有廠家引進。效果較好。通過改進割矩的設計，較顯著地提高了工件切割面質量，韶邊垂直度可達0—1．5°對提高厚板切割質量尤其有利。由於改進了切割槍，電極壽命得到數倍提高。但其割槍距鋼板距離要求較高，要求割槍上的高度感測器反應更靈敏，割槍升降反應更快。
因此，採用等離子切割4—30毫米鋼板是比較理想的方法，可避免氧乙缺切割速度慢、變形大、切口鎔化嚴重、掛渣嚴重等缺點。獲得了一定厚度的不鏽鋼等材料的下料。
切割規範
1．空載電壓和弧柱電壓
等離子切割電源，必須具有足夠高的空載電壓，才能容易引弧和使等離子弧穩定燃燒。空載電壓一般為120-600V，而弧柱電壓一般為空載電壓的一半。提高弧柱電壓，能明顯地增加等離子弧的功率，因而能提高切割速度和切割更大厚度的金屬板材。弧柱電壓往往通過調節氣體流量和加大電極內縮量未達到，但弧柱電壓不能超過空載電壓的65%，否則會使等離子弧不穩定。
2．切割電流
增加切割電流同樣能提高等離子弧的功率，但它受到最大允許電流的限制，否則會使等離子弧柱變粗、割縫寬度增加、電極壽命下降。
3．氣體流量
增加氣體流量既能提高弧柱電壓，又能增強對弧柱的壓縮作用而使等離子弧能量更加集中、噴射力更強，因而可提高切割速度和質量。但氣體流量過大，反而會使弧柱變短，損失熱量增加，使切割能力減弱，直至使切割過程不能正常進行。
4．電極內縮量
所謂內縮量是指電極到割嘴端面的距離，合適的距離可以使電弧在割嘴內得到良好的壓縮，獲得能量集中、溫度高的等離子弧而進行有效的切割。距離過大或過小，會使電極嚴重燒損、割嘴燒壞和切割能力下降。內縮量一般取8-11mm。
5．割嘴高度
割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距離。該距離一般為4~10mm。它與電極內縮量一樣，距離要合適才能充分發揮等離子弧的切割效率，否則會使切割效率和切割質量下降或使割嘴燒壞。
6．切割速度
以上各種因素直接影響等離子弧的壓縮效應，也就是影響等離子弧的溫度和能量密度，而等離子弧的高溫、高能量決定著切割速度，所以以上的各種因素均與切割速度有關。在保證切割質量的前提下，應儘可能的提高切割速度。這不僅提高生產率，而且能減少被割零件的變形量和割縫區的熱影響區域。若切割速度不合適，其效果相反，而且會使粘渣增加，切割質量下降。
保養
1.正確地裝配割炬
正確、仔細地安裝割炬，確保所有零件配合良好，確保氣體及冷卻氣流通。安裝將所有的部件放在乾淨的絨布上，避免髒物粘到部件上。在O型環上加適當的潤滑油，以O型環變亮為準，不可多加。
2．消耗件在完全損壞前要及時更換
消耗件不要用完全損壞後再更換，因為嚴重磨損的電極、噴咀和渦流環將產生不可控制的等離子弧，極易造成割炬的嚴重損壞。所以當第一次發現切割質量下降時，就應該及時檢查消耗件。
3．清洗割炬的連線螺紋
在更換消耗件或日常維修檢查時，一定要保證割炬內、外螺紋清潔，如有必要，應清洗或修復連線螺紋。
4．清洗電極和噴咀的接觸面
在很多割炬中，噴咀和電極的接觸面是帶電的接觸面，如果這些接觸面有髒物，割炬則不能正常工作，應使用過氧化氫類清洗劑清洗。
5．每天檢查氣體和冷卻氣
每天檢查氣體和冷卻氣流的流動和壓力，如果發現流動不充分或有泄漏，應立即停機排除故障。
6．避免割炬碰撞損壞
為了避免割炬碰撞損壞，應該正確地編程避免系統超限行走，安裝防撞裝置能有效地避免碰撞時割炬的損壞。
7．最常見的割炬損壞原因
（1）割炬碰撞。
（2）由於消耗件損壞造成破壞性的等離子弧。
（3）髒物引起的破壞性等離子弧。
（4）鬆動的零部件引起的破壞性等離子弧。
8．注意事項
（1）不要在割炬上塗油脂。
（2）不要過度使用O形環的潤滑劑。
（3）在保護套還留在割炬上時不要噴防濺化學劑。
（4）不要拿手動割炬當榔頭使用。
故障原因
序號 | 故障現象 | 故障原因 | 排除方法 |
1 | 合上電源開關 電源指示燈不亮 | 1.供電電源開關中熔斷器斷 | 更換 |
2.電源箱後熔斷器斷 | 檢查更換 | ||
3.控制變壓器壞 | 更換 | ||
4.電源開關壞 | 更換 | ||
5.指示燈壞 | 更換 | ||
2 | 不能預調切割氣體壓力 | 1.氣源未接上或氣源無氣 | 接通氣源 |
2.電源開關不在“通”位置 | 扳動之 | ||
3.減壓閥壞 | 修復或更換 | ||
4.電磁閥接線不良 | 檢查接線 | ||
5.電磁閥壞 | 更換 | ||
3 | 工作時按下割炬按鈕無氣流 | 1.管路泄露 | 修復泄露部分 |
2.電磁閥壞 | 更換 | ||
4 | 導電嘴接觸工件後按動割炬按鈕工作指示燈亮但未引弧切割 | 1.KT1壞 | 更換 |
2.高頻變壓器壞 | 檢查或更換 | ||
3.火花棒表面氧化或間隙距離不當 | 打磨或調整之 | ||
4.高頻電容器C7短路 | 更換 | ||
5.氣壓太高 | 調低 | ||
6.導電嘴損耗過短 | 更換 | ||
7.整流橋整流元件開路或短路 | 檢查更換之 | ||
8.割炬電纜接觸不良或斷路 | 修理或更換 | ||
9.工件地線未接至工件 | 接至工件 | ||
10.工件表面有厚漆層或厚污垢 | 清除使之導電 | ||
5 | 導電嘴接觸工件按下割炬按鈕切割指示燈不亮 | 1.熱控開關動作 | 待冷卻或再工作 |
2.割炬按鈕開關壞 | 更換 |
6 | 高頻啟動後控制熔斷熔絲斷 | 1.高頻變壓器損壞 | 檢查更換 |
2.控制變壓器損壞 | 檢查更換 | ||
3.接觸器線圈短路 | 更換 | ||
7 | 總電源開關熔絲斷 | 1.整流元件短路 | 檢查並更換 |
2.主變壓器故障 | 檢查更換 | ||
3.接觸器線圈短路 | 檢查更換 | ||
8 | 有高頻發生但不起弧 | 1.整流元件壞（機內有異常聲響） | 檢查更換 |
2.主變壓器壞 | 檢查更換 | ||
3.C1—C7壞 | 檢查更換 | ||
9 | 長期工作中斷弧不起 | 1.主變壓器溫度太高，熱控開關動作 | 待冷卻後再工作注意降溫風扇是否工作及風向 |
2.線路故障 | 檢查修復 |
